CN115859140A - 用于手势识别的电极 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及用于手势识别的电极。公开了可形成于腕戴设备的柔性带中以检测手部姿势的电极。多行电极可被配置为检测由肌和肌腱的活动产生的肌电图(EMG)信号。该带可包括可移除电连接部(例如，弹簧针)，以使得电极信号能够被路由到该腕戴设备的外壳中的处理电路。可获得来自有源电极和一个或多个参考电极的信号之间的测量结果以捕获该带上的多个位置处的EMG信号。测量方法和操作模式(较低功率粗略检测或较高功率精细检测)可确定要测量的电极的位置和数量。可处理这些EMG信号以标识手部移动并且识别与那些手部移动相关联的手势。

Description

用于手势识别的电极
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年9月24日提交的美国临时申请第63/261,656号和2022年8月31日提交的美国专利申请第17/823,870号的权益，这些美国申请的内容以其全文引用方式并入本文以用于所有目的。
技术领域
本公开整体涉及手势识别，并且更具体地涉及形成于柔性带中并且用于检测由用户执行的手势的电极。
背景技术
许多类型的输入可被提供用于在计算系统中执行操作，诸如按钮或按键、鼠标、轨迹球、操纵杆、触摸传感器面板、触摸屏等等。另外，还可提供其他类型的输入诸如音频输入(例如，语音命令)、加速度计输入(例如，设备运动、振荡等)和用户手势作为输入。特别地，人的身体运动(诸如眼睛注视、身体移动等)可被检测到并随时间推移跟踪以作为计算系统的输入。手部姿势特别地可由触摸感测面板中的触摸或接近传感器检测到。然而，这些传感器通常具有有限的检测范围，并且因此必须靠近面板执行手部姿势。在一些实施方案中，这些手势可由与计算系统通信的一个或多个相机检测到，这些相机能够跟踪用户的手势并将它们解译为输入。然而，基于相机的系统具有视线限制，并且需要复杂的硬件和图像处理。在其他实施方案中，可采用手持式或可穿戴设备(诸如带、控制器或手套)来跟踪用户手势。然而，这些设备不是惯常佩戴或使用的，并且因此其社会接受度较低。
发明内容
本公开的示例涉及可形成于手表或其他腕戴设备的(例如，织造、针织、编织、刺绣、缠结、制造、层压等)柔性带中以检测手部姿势的电极(纺织或非纺织)。在一些示例中，电极可被配置为检测肌电图(EMG)信号，这些信号是由肌收缩产生的电活动。在一些示例中，电极可检测由用户的前臂和腕部中的屈肌和伸肌以及屈肌腱和伸肌腱的活动产生的EMG信号。为了检测EMG信号，可在手表或其他腕戴设备的带中形成多行电极和导电接线。在一些示例中，带可包括可移除电连接部(例如，弹簧针)，以使得电极信号能够被路由到腕戴设备的外壳中的处理电路。来自这些电极中的一个或多个电极的信号可用作参考电极，并且可获得来自有源电极和一个或多个参考电极的信号之间的测量结果以捕获带上的多个位置处的EMG信号(如由用户的前臂和/或腕部中的肌和肌腱产生的)。这些EMG信号可被处理以标识手部移动，诸如手部屈曲、伸展、内旋、外旋、桡侧偏斜和尺侧偏斜，并且识别与那些手部移动相关联的手势。设备可使用更少或更多的电极以不同的功率模式操作，以用于粗略和精细的手势检测。
附图说明
图1示出了根据本公开的一些示例的可作为手部姿势的一部分执行的各种手部移动。
图2示出了根据本公开的一些示例的可被激活以执行图1的各种手部移动的各种肌和肌腱。
图3A至图3D示出了根据本公开的一些示例的电极可形成于柔性带中以检测手部移动和姿势的示例性设备。
图4示出了根据本公开的一些示例的示出了生理信号捕获和处理的一个具体实施的示例性计算系统的框图。
图5A示出了根据本公开的一些示例的已经与外壳分离的示例性柔性条带或带。
图5B示出了根据本公开的一些示例的条带或带的一部分以及电极到连接器的布线。
图6A示出了根据本公开的一些示例的连接器中的触点的一些细节。
图6B示出了根据本公开的一些示例的外壳中的用于接收连接器的接收器的一些细节。
图6C-1至图6C-3示出了根据本公开的一些示例的带的连接器与外壳的接合。
图7示出了根据本公开的一些示例的带上的电极、外壳上的电极、多路复用器块、一个或多个模拟前端(AFE)电路、一个或多个处理器和存储器的简化示意图。
图8示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号的设备的两个代表性电极和简化电路。
图9示出了根据本公开的一些示例的示出了用于手势识别的电极的使用的流程图。
具体实施方式
在以下对示例的描述中将参考形成以下描述的一部分的附图并且在附图中以举例的方式示出了可被实施的具体示例。应当理解，在不脱离所公开的示例的范围的情况下，可使用其他示例并且可进行结构性变更。
本公开的示例涉及可形成于手表或其他腕戴设备的(例如，织造、针织、编织、刺绣、缠结、制造、层压等)柔性带中以检测手部姿势的电极(纺织或非纺织)。在一些示例中，电极可被配置为检测肌电图(EMG)信号，这些信号是由肌收缩产生的电活动。在一些示例中，电极可检测由用户的前臂和腕部中的屈肌和伸肌以及屈肌腱和伸肌腱的活动产生的EMG信号。为了检测EMG信号，可在手表或其他腕戴设备的带中形成多行电极和导电接线。在一些示例中，带可包括可移除电连接部(例如，弹簧针)，以使得电极信号能够被路由到腕戴设备的外壳中的处理电路。来自这些电极中的一个或多个电极的信号可用作参考电极，并且可获得来自有源电极和一个或多个参考电极的信号之间的测量结果以捕获带上的多个位置处的EMG信号(如由用户的前臂和/或腕部中的肌和肌腱产生的)。这些EMG信号可被处理以标识手部移动，诸如手部屈曲、伸展、内旋、外旋、桡侧偏斜和尺侧偏斜，并且识别与那些手部移动相关联的手势。设备可使用更少或更多的电极以不同的功率模式操作，以用于粗略和精细的手势检测。
图1示出了根据本公开的一些示例的可作为手部姿势的一部分执行的各种手部移动。例如，手部100可执行腕部屈曲102、伸展104、桡侧偏斜106、尺侧偏斜108、内旋110或外旋112中的一者或多者。这些移动中的任何一个移动或这些移动的组合可作为手势执行。
图2示出了根据本公开的一些示例的可被激活以执行图1的各种手部移动的各种肌和肌腱。前臂214包括前臂伸肌216和屈肌218，以及腕部伸肌腱220和屈肌腱222。当这些肌和肌腱收缩或伸展以执行图1的手部移动时，可检测到电信号。肌电图(EMG)可用于测量由伸肌216、屈肌218、伸肌腱220和屈肌腱222的收缩产生的电活动。根据这种电活动，图1所示的各种手部移动和姿势可被检测到并且用于发起或执行各种功能。
腕部是用于容纳电子器件(例如，智能手表、健身跟踪器)的惯常且社会可接受的位置，并且此位置处的肌和肌腱可提供检测手部移动并且标识正在执行的手部姿势所需的电活动。然而，可能难以捕获必要的电信号，因为与前臂的其他区域相比，腕部肌肉量可能较低，并且在执行不同的手部移动时，腕部可改变形状并且产生众多裂纹。在一些示例中，可采用电极来解决用户友好形状因数中的这些挑战。
图3A至图3D示出了根据本公开的一些示例的示例性设备，其中电极(纺织和非纺织)可形成于(例如，织造、针织、编织、刺绣、缠结、制造、层压等)柔性带中以检测手部移动和姿势。图3A示出了示例性智能手表324，该智能手表具有任选地包括一个或多个电极362的壳体、外壳或手表主体326和包括多个电极330的柔性带或条带328。图3B示出了示例性活动或健身跟踪器332，该活动或健身跟踪器具有壳体或外壳326和包括多个电极330的柔性带或条带328。图3C示出了示例性织物时尚配件334，该织物时尚配件具有包括多个电极330的柔性带或条带328。在图3C的示例中，可能需要一个或多个无线通信模块(例如，蓝牙低功耗无线电模块、Zigbee模块)以促进电极信号向独立设备(例如，智能手机或其他手持式或可穿戴设备)的发射和/或接收以进行处理。图3D示出了(例如，用于AR/VR应用的)示例性手套336，该手套具有包括多个电极330的柔性手套腕部(cuff)328。在图3D的示例中，可能需要一个或多个无线通信模块(例如，蓝牙低功耗无线电模块、Zigbee模块)以促进电极信号向独立设备(例如，智能手机或其他手持式或可穿戴设备)的发射和/或接收以进行处理。
图4示出了根据本公开的一些示例的示出了生理信号捕获和处理的一个具体实施的示例性计算系统438的框图。计算系统438的各部分可包括在例如可穿戴设备224或232和/或用于生理信号分析和/或显示的任何独立移动计算设备或非移动计算设备、可穿戴计算设备或不可穿戴计算设备中。计算系统438可包括：一个或多个生理电极430(例如，EMG电极)，其用于测量来自接触EMG电极的人员的电信号(例如，EMG信号)；数据缓冲器440(或其他易失性或非易失性存储器或存储装置)，其用于临时(或永久)存储来自生理电极430的生理信号；数字信号处理器(DSP)442，其用于分析和处理生理信号；主机处理器444；程序存储装置446；以及(在一些示例中)触摸屏448，其用于执行显示操作(例如，以显示实时EMG信号)。在一些示例中，触摸屏448可由非触敏显示器替换。
主机处理器444可电耦合到程序存储装置446(例如，非暂态计算机可读存储介质)以执行存储在程序存储装置446中的指令。主机处理器444可例如提供控制和数据信号以在触摸屏448上生成显示图像，诸如用户界面(UI)的显示图像。主机处理器444还可接收来自DSP 442的输出(例如，EMG信号)并且基于这些输出来执行动作(例如，显示EMG信号、播放声音、提供触觉反馈等)。主机处理器444还可接收来自触摸屏448(或触摸控制器，未示出)的输出(触摸输入)。触摸输入可由存储在程序存储装置446中的计算机程序用于执行动作，这些动作可包括但不限于：移动对象(诸如光标或指针)、滚动或平移、调节控制设置、打开文件或文档、查看菜单、作出选择、执行指令、操作连接到主机设备的外围设备、应答电话呼叫、拨打电话呼叫、终止电话呼叫、改变音量或音频设置、存储与电话通信相关的信息(诸如地址、频繁拨打的号码、已接来电、未接来电)、登录到计算机或计算机网络上、允许经授权的个体访问计算机或计算机网络的受限区域、加载与用户的计算机桌面的优选布置相关联的用户配置文件、允许访问网页内容、启动特定程序、对消息进行加密或解码等。主机处理器444还可执行可能与触摸处理和显示不相关的附加功能。
需注意，本文所述的功能中的一个或多个功能(包括生理信号的处理)可由存储在存储器中的固件(例如，在DSP 442中)执行，并由一个或多个处理器(在DSP 442中)执行，或者存储在程序存储装置446中并由主机处理器444执行。该固件也可以存储和/或输送于任何非暂态计算机可读存储介质内，以供指令执行系统、装置或设备诸如基于计算机的系统、包括处理器的系统或可以从指令执行系统、装置或设备获取指令并执行指令的其他系统使用或与其结合。在本文档的上下文中，“非暂态计算机可读存储介质”可以是可包含或存储程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合的任何介质(不包括信号)。计算机可读存储介质可包括但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，便携式计算机磁盘(磁性)、随机存取存储器(RAM)(磁性)、只读存储器(ROM)(磁性)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)(磁性)、便携式光盘诸如CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R或DVD-RW，或闪存存储器诸如紧凑型闪存卡、安全数字卡、USB存储设备、记忆棒等。
该固件也可传播于任何传输介质内以供指令执行系统、装置或设备诸如基于计算机的系统、包括处理器的系统或可从指令执行系统、装置或设备获取指令并执行指令的其他系统使用或与其结合。在本文的上下文中，“传输介质”可以是可传送、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合的任何介质。传输介质可包括但不限于电子、磁性、光学、电磁或红外有线或无线传播介质。
应当理解，计算系统438不限于图4的部件和配置，而是可在根据各种示例的多种配置中包括其他部件或另外的部件(或省略部件)。例如，可在生理电极430和DSP 442之间添加模数转换器(ADC)以将信号转换到数字域，或者可省略触摸屏448，并且分析和处理产生的EMG信号或其他信息可通过有线或无线连接中继到另一个设备(例如，平板电脑、膝上型电脑、智能电话、计算机、服务器等)，该另一个设备可包括用于输出数据或其他通知或信息的视觉表示的显示器或其他反馈机制。此外，计算系统438的部件可被包括在单个设备内，或者可分布于多个设备之间。
图5A示出了根据本公开的一些示例的已经与外壳分离的示例性柔性条带或带528。在图5的示例中，条带或带528终止于连接器550中，这些连接器在一些示例中被配置用于与外壳可滑动地接合。如上所述，肌电图(EMG)测量由肌收缩或其他肌激活产生的电活动。这些电信号可通过电极530从皮肤的顶层检测到。EMG信号强度和质量可取决于电极530在腕部或前臂上所放置的位置，并且还可取决于电极和皮肤之间的接触。EMG信号强度可取决于电极530所放置的位置，因为来自电极附近的肌或肌腱的信号将比来自远离电极的肌或肌腱的信号更强。EMG信号质量还可取决于电极530和用户的皮肤之间的接触的质量，因为与皮肤的接触减少增加了电极和皮肤之间的阻抗，并且可降低EMG信号的信噪比(SNR)。
湿电极(包括导电或电解凝胶的那些湿电极)对于诸如图3A至图3D所示的可移除的基于腕部的设备可能是不切实际的。然而，干燥电极是刚性的并且不能够适形于腕部周围的皮肤的曲率和裂纹，并且特别是因为用户的腕部轮廓在手部移动的过程中可由于各种肌和肌腱的激活而改变，因此形成具有针对用户特定的腕部大小和形状模制的电极的定制带可能是不切实际的。因此，在本公开的一些示例中，电极530可以是纺织电极。纺织电极可由诸如导电纱或导电线的导电材料形成，该导电材料被织造、针织、编织、刺绣或以其他方式缠结到非导电织物中。在其他示例中，电极350可以是由涂覆、印刷或层压到非导电织物上的导电聚合物(例如，碳复合材料)制造的非纺织电极。形成于可拉伸织物件中的电极可随织物本身弯曲和拉伸，并且适形于腕部的轮廓，同时维持用户舒适度和透气性。因为织物中的电极在手部移动期间适形于用户腕部的轮廓，所以可最小化由于电极在皮肤上的严重位移而引起的信号误差。
由于腕部侧的变化，常规腕带(例如，手表带)通常使用具有凹口、扣环或钩环机构的带扣或带状机构，以允许用户调整带长度。然而，这种方法可能损害信号质量，因为它可能改变与皮肤接触的电极的数量。形成于(例如，织造、针织、编织、刺绣、缠结、制造、层压等)可拉伸带或条带528中的纺织或非纺织电极可克服此问题，因为带和电极可拉伸以适应用户之间的一定量的腕部大小变化。在一些示例中，可提供不同大小(例如，小型、中型、大型等)的具有电极的单个可拉伸带528以适应不同的腕部大小。
图5B示出了根据本公开的一些示例的条带或带528的一部分以及电极530到连接器550的布线。在图5的示例中，每个电极530可通过迹线554电耦合到连接器550上的金属触点552。在一些示例中，迹线554可以是银线、编织线或可包含绝缘涂层的其他导电材料。尽管图5B示出了以直线布线的迹线554，其中一些迹线554在电极530下方穿过(如虚线所指示)而不与电极进行电接触，但是也可采用其他迹线布线配置。例如，迹线554可具有弯曲形或其他应变消除形状(诸如蛇形或蝶形布线)，以允许迹线在带528拉伸和收缩时屈曲而不会断裂。此外，尽管图5B示出了四行两列中的八个电极530被布线到带528的一个端部上的单个连接器550中，但是在其他示例中，任何数量的电极和任何数量的列(包括单个列)都可形成在带上并且被布线到连接器550。在图5B中未示出的其他示例中，带528的另一个端部处的第二连接器550还可包含被布线到带上的其他电极的触点552。此配置可减小迹线654的长度并且减少噪声耦合。
图6A示出了根据本公开的一些示例的连接器650中的触点652的一些细节。在图6A的示例中，连接器650可由呈细长形状(诸如圆柱体)的刚性非导电材料形成，但是也可利用其他形状。金属触点652可由连接器650上的呈大致凹形形状的导电材料形成，但也可采用其他形状。触点652可被设定大小、形状和位置，以与外壳上的对应弹簧针触点进行电接触。
图6B示出了根据本公开的一些示例的外壳626中的用于接收连接器650的接收器656的一些细节。在图6B的示例中，接收器656可形成在外壳626内，并且可被设定大小、形状和位置，以允许连接器650可滑动地接合在接收器内。弹簧针658可由导电材料形成并且定位成与连接器650上的触点652接合。在一些示例中，弹簧针658可以是穹顶形的并且可在外壳626内压缩，以允许连接器650和触点652在接收器656内滑动并且压下弹簧针直到它们与触点进行电接触。
图6C-1至图6C-3示出了根据本公开的一些示例的带628的连接器650与外壳626的接合。图6C-1示出了根据本公开的一些示例的具有接收器656和形成在接收器内的弹簧针658的外壳626的前视图。图6C-2示出了根据本公开的示例的带628的连接器650与外壳626的接收器656可滑动地接合。图6C-3示出了根据本公开的一些示例的完全接合在外壳626内的连接器650。一旦完全接合，带628上的电极可通过弹簧针658直接电耦合到外壳626内的电路。尽管图6A至图6C分别示出了呈阴/阳配置的带628上的触点652和外壳626上的弹簧针658，但是在其他示例中，配置可颠倒。
图7示出了根据本公开的一些示例的电极730、电极762、多路复用器块784、一个或多个模拟前端(AFE)电路782、一个或多个处理器780和存储器786的简化示意图。在各种示例中，处理器780可以是独立处理器，或者它可以是图4所示的相同处理器。尽管图7示出了(例如，位于设备的带上的)16个电极730-1至730-16，但是可采用任何数量的电极。另外，尽管图7示出了两个竖直列中的八个水平行的电极(每行中具有两个电极)，但是其他布置也是可能的。例如，在四个竖直列中，每个行中可布置四个电极，并且行的数量可不同。电极762可表示设备的外壳上的电极，并且在一些示例中可以是设备外壳上的现有电极，该现有电极也用于生物识别感测。电极730和762中的每一者可具有与多路复用器块784的单独电耦合。在一些示例中，多路复用器块784可包括多个多路复用器，每个多路复用器可被动态地配置为将任何一个电极730或电极762电耦合到一个AFE 782的一个输入端。在一些示例中，多路复用器块784可被配置成使得一个AFE 782可记录两个电极(例如，电极730和电极762中的任何两个电极)的差分测量结果，并且结果可在处理器780的控制下被捕获在存储器786中。此过程可在不同时间用不同电极重复，直到已经捕获了电极的不同组合的期望数量的差分测量结果。在其他示例中，多个AFE 782可在大约同一时间(例如，同时)记录差分测量结果，并且结果可在处理器780的控制下被捕获在存储器786中。
在一些示例中，可相对于(充当参考电极的)电极762测量(充当有源电极的)电极730中的任何或所有电极的单极测量结果。然而，在其他示例中，电极730中的任何一个电极可充当参考电极，并且电极762和其他电极730可以是有源电极。处理器780在获得单极测量结果时可动态地分配或指定电极730和电极762中的任一者作为有源电极和参考电极。在图7的示例中，可从腕部周围的不同位置捕获多达16个单极数据信道。在一些示例中，振幅低于第一阈值、信噪比(SNR)低于第二阈值、或者未通过一些其他预定电极接触标准的来自有源电极或参考电极的单极测量结果可被处理为来自不令人满意的电极接触的不可靠结果(如由处理器780确定)，并且被移除。如果非所有电极都被测量，则可通过多路复用器块784切换出具有不令人满意的接触的有源电极和/或参考电极，并且可将不同的电极指定为有源电极或参考电极并进行测量。在其他示例中，不是激活不同的电极，而是可内插来自相邻电极的测量结果以计算移除的电极数据的估计测量结果。在一些示例中，在参考电极本身具有不良接触的情况下，多路复用器块784(在处理器780的控制下)可被配置为使电极762或电极730中的任何一个电极作为参考电极。
在一些示例中，可捕获来自成对电极的双极测量结果。双极测量结果捕获成对电极之间的电压差，并且不需要特定参考电极。单个行中的一对电极(例如，第二行中的电极730-3和730-4)的双极测量结果可通过将该对中的电极中的一个电极(其可充当有源电极)电耦合到差分放大器的输入端中的一个输入端并且将该对中的另一个电极(其可充当参考电极)电耦合到差分放大器的另一个输入端来获得。差分放大器的输出可被视为来自电极对的双极测量结果，这表示一个数据信道。类似地，可获得不同行中的另一对电极(例如，第四行中的电极730-7和730-8)的双极测量结果以生成另一个数据信道。可分析来自不同电极对的多个双极测量结果以确定各种手部移动和姿势。处理器780可在获得双极测量结果时动态地分配或指定电极730和电极762中的任一者作为有源和参考电极对，尽管电极对常常彼此靠近，诸如在同一行中。在图7的示例中，可记录来自同一行中的电极对(例如，电极730-1和730-2、电极730-3和730-4等)的双极测量结果，从而导致从腕部周围的不同位置捕获到多达八个数据信道。任选地，如果电极762与相邻电极配对，则可捕获第九数据信道。任选地不太频繁地捕获(例如，具有较低采样率)的多行的电极的子集(例如，非所有行的电极)的双极测量结果可用于较低功率使用案例中，在这些使用案例中，高准确度不是关键的，并且通信、放大器和处理活动可减少以降低功率消耗。这种较低功率且较低粒度手势识别模式可用于触发唤醒，以使用单极测量结果以及增加采样率和测量的有源电极的数量来允许较高功率且较高保真度手势识别状态。例如，处理器780可确定设备处于低功率状态，或者可使设备处于低功率状态，在该低功率状态下，可获得仅两对电极(例如，电极730-3和730-4作为一对，以及电极730-11和730-12作为第二对，如处理器780所指定的)的双极测量结果，并且可以较低采样率(与较高功率模式相比)获得测量结果。当处理和确定这些测量结果以表示“激活”手势(例如，旨在触发更全面的手部姿势检测的特定手部姿势)时，设备(在处理器780的控制下)可切换到较高带宽手势感测模式(例如，单极测量结果模式)，在该较高带宽手势感测模式下，比在较低功率模式下针对更多的电极(如由处理器确定)以及更频繁地获得测量结果。另选地，可通过除手部姿势之外的输入、中断和触发来激活较高功率状态。
在一些示例中，振幅低于(或高于)第一阈值、信噪比(SNR)低于第二阈值、或者未通过一些其他预定电极接触标准的来自电极对的双极测量结果可被处理为来自不令人满意的电极接触的不可靠结果，并且被移除。如果非所有电极对都被测量，则可通过多路复用器块784切换出具有不令人满意的接触的电极对，并且可记录先前未测量的电极对。换句话说，一个不令人满意的双极数据信道可用另一个双极数据信道替换。在其他示例中，不是激活不同的电极对，而是可内插来自相邻电极的测量结果以计算移除的电极数据的估计测量结果。
在一些示例中，电极730可跨它们形成(例如，织造、针织、制造、缠结等)在其中的带相对均匀地定位。腕部周围的均匀电极覆盖可允许从大多数或全部的伸肌和屈肌(其中肌腱终止于腕部处)记录电极测量结果，这可实现宽泛范围的手势检测和分类。由在特定时间在各个位置处的各种预期电极测量结果构成的手部移动“识别特征”可在产品开发期间凭经验或者由于设备在用户执行所请求的一系列手部移动之后“被训练”而存储或确定，如由处理器780控制的。在实际用户手部移动期间，单极或双极测量结果可在一定时间段内在电极730和762处捕获，并且由处理器780与已知的手部移动“识别特征”进行比较。如果捕获的数据匹配特定的手部移动“识别特征”或一系列识别特征，则处理器780可标识手部移动或姿势。要采用的电极测量结果的数量可取决于操作模式。例如，如果仅需要粗略手势识别(例如，仅需要检测握拳手势、张开手手势和捏合手势)，则可能仅需要监测位于腕部的顶部和底部处的三对或四对电极730以生成三个或四个双极数据信道来检测匹配那些手势的识别特征的屈伸肌活动。然而，如果期望检测更多的手势和/或更复杂的手势，则可能需要监测另外的电极。
由于由多路复用器块784提供的灵活性，因此可在软件中执行以下各项之间的选择：(1)单极测量结果和双极测量结果；(2)在单极测量结果中，哪些(以及多少)电极730和762将作为有源电极并且哪个电极将作为参考电极；以及(3)在双极测量结果中，哪些电极将一起配对(以及将利用多少对)。电极730还可用于记录其他模态，如皮肤电反应(其通过测量皮肤随时间的电导率差异来测量皮肤出汗)或心电图(ECG)。
图8示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号的设备的两个代表性电极和简化电路。在图8中，差分测量电路860可位于设备的外壳中，并且可包括处理器880和模拟前端882。尽管图8的简化测量电路可测量来自两个电极的信号，但是应当理解，图8所示的一个或多个测量电路可被采用和多路复用，使得带上的电极中的所有电极可在测量序列中测量，或者根据测量电路的数量，所有电极可同时测量。需注意，出于简化附图的目的，存在于图7的多路复用器块中的多路复用器电路在图8的差分测量电路860中未示出。电极830和电极864可位于设备的带或外壳上。在单极测量结果中，不同的电极830通常相对于充当参考电极的同一电极864进行差分测量。在双极测量结果中，电极830和电极864是通常在同一行中的不同对的电极。在一些示例中，模拟前端882包括放大器876和模数转换器(ADC)878。肌电图(EMG)是当由身体的周围神经系统激活时由肌和肌腱生成的电势的记录。EMG可检测肌和肌腱活动，但是与ECG信号相比是相对较低的振幅信号，因此EMG信号可使用“参照”测量结果来测量。在单极测量结果中，每个参照测量结果是有源电极(例如，设备的带上的电极)和参考电极(例如，设备的外壳上的电极)之间的电活动的差分测量结果，如上文相对于图7所描述的。例如，一个参考电极可用于相对于所有其他有源电极执行差分测量。在双极测量结果中，每个参照测量结果是对一对电极(一个充当有源电极并且另一个充当参考电极)之间的电活动的差分测量结果，如上文相对于图7所描述的。放大器876可以是电耦合到电极830(例如，在反相输入端上或在非反相输入端上)和电极864(例如，在非反相输入端上或在反相输入端上)的差分放大器。网络870和872分别表示电极830和放大器876之间或电极864和放大器之间的信号路径的等效电路。在一些示例中，网络870和872可包括电路部件(例如，电阻器、电容器、电感器和/或二极管)并且/或者可包括信号路径中固有的阻抗(例如，路由阻抗、寄生阻抗等)。在一些示例中，网络870和872可为差分测量电路860提供静电放电(ESD)保护并且/或者通过限制或防止电流施加到用户皮肤并且/或者防止非预期或无意的外部信号进入设备并造成损坏来提供安全性。在一些示例中，放大器876可输出放大的差分信号，并且ADC 878可将放大的差分信号转换成数字信号。在一些示例中，放大器876可输出放大的单端输出。在一些示例中，ADC 878的输出可为电耦合到处理器880的多位信号(例如，8位、12位、24位等)。多位信号可串行或并行地从模拟前端882传输到处理器880。在一些示例中，ADC 878可为差分ADC并且将差分模拟输入转换为数字输出。在一些示例中，ADC878可为单端的，并且将单端模拟输入转换为数字输出。在一些示例中，差分放大器876可利用两个单端放大器来实施，并且ADC 878可利用两个ADC(每个ADC电耦合到单端放大器中的一个单端放大器的输出端)来实施。
如上所述，电极830和电极864可与用户的腕部形成接触。当电极830和电极864与用户的腕部形成接触时，电极可从用户接收生理信号。在图8中，用户被表示为生理信号源868。在一些示例中，当用户触摸电极830时，可创建通过生理信号源868从电极830到电极864的路径。在一些示例中，接触电极830可致使差分测量电路860测量来自生理信号源868的生理信号。
图9示出了根据本公开的一些示例的示出了用于手势识别的电极的使用的流程图。在图9的示例中，可在988处确定基于操作模式(例如，较低功率粗略检测或较高功率精细检测)的测量方法(例如，单极或双极)。根据所确定的测量方法和操作模式，在990处可将一个或多个多路复用器配置为选择两个电极以用于差分测量。两个电极的这种差分测量可执行多次(例如，在双极模式下多达九对电极或在单极模式下多达17个总电极，在图7的示例性配置中)。在992处可捕获两个电极的差分、参照测量结果。任选地，在994处可将一个或多个多路复用器重新配置为选择不同的电极以用于差分测量。在获得令人满意的测量结果之后，在996处可将它们与已知手势识别特征进行比较以识别正在执行的手势。
因此，根据上文，本公开的一些示例涉及一种用于手势识别的设备，该设备包括：可穿戴带；外壳，该外壳包括一个或多个多路复用器和一个或多个差分测量电路，该一个或多个差分测量电路通信地耦合到该一个或多个多路复用器并且被配置用于产生参照测量结果；以及多个电极，该多个电极位于该可穿戴带和该外壳中的一者或两者上，其中该一个或多个多路复用器可被动态地配置为将该多个电极中的不同对的电极电耦合到这些差分测量电路中的一个差分测量电路以获得用于识别手势的参照测量结果。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该外壳还包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器通信地耦合到该一个或多个差分测量电路，该一个或多个处理器被配置为：从该一个或多个差分测量电路接收参照测量结果；从这些参照测量结果标识一个或多个手部移动；并且从所标识的一个或多个手部移动识别一个或多个手势。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该设备还包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器通信地耦合到该一个或多个差分测量电路和该一个或多个多路复用器，该一个或多个处理器被配置为：将该多个电极中的第一电极指定为参考电极；将该多个电极中的一个或多个第二电极指定为有源电极；并且将该一个或多个多路复用器配置为将该参考电极和这些有源电极中的一个有源电极电耦合到这些差分测量电路中的一个差分测量电路以获得单极测量结果。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该一个或多个处理器进一步被配置为：从该一个或多个差分测量电路的第一差分测量电路接收第一参照测量结果；确定该第一参照测量结果是否满足电极接触标准；根据该第一参照测量结果满足该电极接触标准的确定，处理该第一参照测量结果；并且根据该第一参照测量结果不满足该电极接触标准的确定，将该一个或多个多路复用器配置为将不同的有源电极耦合到该第一差分测量电路。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该一个或多个处理器进一步被配置为：从该一个或多个差分测量电路的第一差分测量电路接收第一参照测量结果；确定该第一参照测量结果是否满足电极接触标准；根据该第一参照测量结果满足该电极接触标准的确定，处理该第一参照测量结果；并且根据该第一参照测量结果不满足该电极接触标准的确定，将该多个电极中的第三电极指定为该参考电极，并且将该一个或多个多路复用器配置为将该第三电极耦合到该第一差分测量电路。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该一个或多个处理器进一步被配置为：确定该设备的功率状态；根据该设备处于低功率状态的确定，将该一个或多个第二电极的第一子集指定为这些有源电极。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该一个或多个处理器进一步被配置为：检测激活事件；并且根据该激活事件的该检测，将该设备的该功率状态改变为高功率状态，并且将该一个或多个第二电极的第二子集指定为这些有源电极，其中该第二子集大于该第一子集。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该一个或多个处理器进一步被配置为：将该一个或多个多路复用器动态地配置为在不同时间将这些有源电极中的一个或多个有源电极电耦合到这些差分测量电路中的一个或多个差分测量电路以从该一个或多个有源电极获得单极测量结果。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该一个或多个处理器进一步被配置为：将该一个或多个多路复用器动态地配置为在同一时间将多个有源电极电耦合到多个差分测量电路以从该多个有源电极获得同时单极测量结果。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该参考电极位于在该设备的该外壳上。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该设备还包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器通信地耦合到该一个或多个差分测量电路和该一个或多个多路复用器，该一个或多个处理器被配置为：将该多个电极分组成多个电极对；并且将该一个或多个多路复用器配置为通过将该多个电极对中的一个或多个电极对中的这些电极电耦合到该一个或多个差分测量电路来获得双极测量结果。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该一个或多个处理器进一步被配置为：从耦合到这些差分测量电路中的一个差分测量电路的电极对接收双极测量结果；确定该双极测量结果是否满足电极接触标准；根据该双极测量结果满足该电极接触标准的确定，处理该双极测量结果；并且根据该双极测量结果不满足该电极接触标准的确定，将该一个或多个多路复用器配置为将不同的电极对耦合到该差分测量电路。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该一个或多个处理器进一步被配置为：确定该设备的功率状态；并且根据该设备处于低功率状态的确定，将该多个电极对的第一子集电耦合到该一个或多个差分测量电路。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该一个或多个处理器进一步被配置为：检测激活事件；并且根据该激活事件的该检测，将该设备的该功率状态改变为高功率状态，并且将该多个电极对的第二子集电耦合到该一个或多个差分测量电路，其中该第二子集大于该第一子集。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该一个或多个处理器进一步被配置为：将该一个或多个多路复用器动态地配置为在不同时间将该多个电极对中的至少一些电极对电耦合到这些差分测量电路中的一个或多个差分测量电路以从该多个电极对获得双极测量结果。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该一个或多个处理器进一步被配置为：将该一个或多个多路复用器动态地配置为在同一时间将该多个电极对中的至少一些电极对电耦合到多个差分测量电路以从该多个电极对获得同时单极测量结果。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该设备还包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器通信地耦合到该一个或多个差分测量电路和该一个或多个多路复用器，该一个或多个处理器被配置为：在单极操作模式和双极操作模式之间动态地切换，其中在该单极操作模式下，对于多个单极测量结果中的每个单极测量结果，该一个或多个处理器进一步被配置为将有源电极和参考电极电耦合到这些差分测量电路中的一个差分测量电路；并且其中在该双极操作模式下，该一个或多个处理器进一步被配置为将多个电极对中的每个电极对电耦合到这些差分测量电路中的一个差分测量电路。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该多个电极的第一子集是位于该可穿戴带上的纺织电极。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该可穿戴带是柔性带。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该可穿戴带还包括电导体，这些电导体被配置用于将该多个电极电耦合到该一个或多个多路复用器，这些电导体被成形用于提供应变消除。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该外壳是可穿戴的并且机械耦合到该可穿戴带。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该设备还包括连接器组件，该连接器组件被配置用于提供该可穿戴带和该外壳之间的电连接部，该连接器组件包括：第一连接器，该第一连接器附接到该可穿戴带，并且包括电连接到该多个电极中的至少一些电极的多个第一触点；以及第二连接器，该第二连接器附接到该外壳，并且包括电耦合到该至少一个多路复用器的多个第二触点，其中该多个第一触点和该多个第二触点中的至少一者包括一个或多个弹簧针。
本公开的一些示例涉及一种用于手势识别的方法，该方法包括：将多个电极中的一对或多对电极电耦合到一个或多个差分测量电路，其中该多个电极中的至少一些电极形成于可穿戴带上；从该一个或多个差分测量电路接收参照测量结果；从这些参照测量结果标识一个或多个手部移动；以及从所标识的一个或多个手部移动识别一个或多个手势。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该方法还包括：将该多个电极中的第一电极指定为参考电极；将该多个电极中的一个或多个第二电极指定为有源电极；以及将该参考电极和这些有源电极中的一个有源电极电耦合到这些差分测量电路中的一个差分测量电路以获得单极测量结果。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该方法还包括：从该一个或多个差分测量电路中的第一差分测量电路接收第一参照测量结果；确定该第一参照测量结果是否满足电极接触标准；根据该第一参照测量结果满足该电极接触标准的确定，处理该第一参照测量结果；以及根据该第一参照测量结果不满足该电极接触标准的确定，将不同的有源电极电耦合到该第一差分测量电路。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该方法还包括：从该一个或多个差分测量电路中的第一差分测量电路接收第一参照测量结果；确定该第一参照测量结果是否满足电极接触标准；根据该第一参照测量结果满足该电极接触标准的确定，处理该第一参照测量结果；以及根据该第一参照测量结果不满足该电极接触标准的确定，将该多个电极中的第三电极指定为该参考电极，并且将该第三电极电耦合到该第一差分测量电路。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该方法还包括：确定该设备的功率状态；以及根据该设备处于低功率状态的确定，将该一个或多个第二电极的第一子集指定为这些有源电极。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该方法还包括：检测激活事件；以及根据该激活事件的该检测，将该设备的该功率状态改变为高功率状态，并且将该一个或多个第二电极的第二子集指定为这些有源电极，其中该第二子集大于该第一子集。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该方法还包括：将在不同时间将这些有源电极中的一个或多个有源电极电耦合到这些差分测量电路中的一个或多个差分测量电路以从该一个或多个有源电极获得单极测量结果。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该方法还包括：在同一时间将多个有源电极电耦合到多个差分测量电路以从该多个有源电极获得同时单极测量结果。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该方法还包括：将该多个电极分组成多个电极对；以及通过将该多个电极对中的一个或多个电极对中的这些电极电耦合到该一个或多个差分测量电路来获得双极测量结果。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该方法还包括：从耦合到这些差分测量电路中的一个差分测量电路的电极对接收双极测量结果；确定该双极测量结果是否满足电极接触标准；根据该第一参照测量结果满足该电极接触标准的确定，处理该双极测量结果测量；以及根据该双极测量结果不满足该电极接触标准的确定，将不同的电极对电耦合到该差分测量电路。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该方法还包括：确定该设备的功率状态；以及根据该设备处于低功率状态的确定，将该多个电极对的第一子集指定为该一个或多个差分测量电路。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该方法还包括：检测激活事件；以及根据该激活事件的该检测，将该设备的该功率状态改变为高功率状态，并且将该多个电极对的第二子集电耦合到该一个或多个差分测量电路，其中该第二子集大于该第一子集。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该方法还包括：在不同时间将该多个电极对中的至少一些电极对电耦合到这些差分测量电路中的一个或多个差分测量电路以从该多个电极对获得双极测量结果。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该方法还包括：在同一时间将该多个电极对中的至少一些电极对电耦合到多个差分测量电路以从该多个电极对获得同时单极测量结果。在上文公开示例中的一个或多个示例外附加地或另选地，在一些示例中，该方法还包括：在单极操作模式和双极操作模式之间动态地切换，其中在该单极操作模式下，该方法还包括：对于多个单极测量结果中的每个单极测量结果，将有源电极和参考电极电耦合到这些差分测量电路中的一个差分测量电路；并且其中在该双极操作模式下，该方法还包括：将多个电极对中的每个电极对电耦合到这些差分测量电路中的一个差分测量电路。
虽然参照附图对本公开的示例进行了全面的描述，但应注意，各种变化和修改对于本领域内的技术人员而言将变得显而易见。应当理解，此类变化和修改被认为被包括在由所附权利要求所限定的本公开的示例的范围内。

Claims (20)

1.一种用于手势识别的设备，所述设备包括：
可穿戴带；
外壳，所述外壳包括
一个或多个多路复用器，以及
一个或多个差分测量电路，所述一个或多个差分测量电路通信地耦合到所述一个或多个多路复用器并且被配置用于产生参照测量结果；以及
多个电极，所述多个电极位于所述可穿戴带和所述外壳中的一者或两者上；
其中所述一个或多个多路复用器能够被动态地配置为将所述多个电极中的不同对的电极电耦合到所述差分测量电路中的一个差分测量电路以获得用于识别手势的参照测量结果。
2.根据权利要求1所述的设备，所述外壳还包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器通信地耦合到所述一个或多个差分测量电路，所述一个或多个处理器被配置为：
从所述一个或多个差分测量电路接收参照测量结果；
从所述参照测量结果标识一个或多个手部移动；以及
从所标识的一个或多个手部移动识别一个或多个手势。
3.根据权利要求1所述的设备，还包括：一个或多个处理器，所述一个或多个处理器通信地耦合到所述一个或多个差分测量电路和所述一个或多个多路复用器，所述一个或多个处理器被配置为：
将所述多个电极中的第一电极指定为参考电极；
将所述多个电极中的一个或多个第二电极指定为有源电极；以及
将所述一个或多个多路复用器配置为将所述参考电极和所述有源电极中的一个有源电极电耦合到所述差分测量电路中的一个差分测量电路以获得单极测量结果。
4.根据权利要求3所述的设备，所述一个或多个处理器进一步被配置为：
从所述一个或多个差分测量电路中的第一差分测量电路接收第一参照测量结果；
确定所述第一参照测量结果是否满足电极接触标准；
根据所述第一参照测量结果满足所述电极接触标准的确定，处理所述第一参照测量结果；以及
根据所述第一参照测量结果不满足所述电极接触标准的确定，将所述一个或多个多路复用器配置为将不同的有源电极耦合到所述第一差分测量电路。
5.根据权利要求3所述的设备，所述一个或多个处理器进一步被配置为：
从所述一个或多个差分测量电路中的第一差分测量电路接收第一参照测量结果；
确定所述第一参照测量结果是否满足电极接触标准；
根据所述第一参照测量结果满足所述电极接触标准的确定，处理所述第一参照测量结果；以及
根据所述第一参照测量结果不满足所述电极接触标准的确定，将所述多个电极中的第三电极指定为所述参考电极，并且将所述一个或多个多路复用器配置为将所述第三电极电耦合到所述第一差分测量电路。
6.根据权利要求3所述的设备，所述一个或多个处理器进一步被配置为：
确定所述设备的功率状态；
根据所述设备处于低功率状态的确定，将所述一个或多个第二电极的第一子集指定为所述有源电极。
7.根据权利要求6所述的设备，所述一个或多个处理器进一步被配置为：
检测激活事件；以及
根据所述激活事件的所述检测，将所述设备的所述功率状态改变为高功率状态，并且将所述一个或多个第二电极的第二子集指定为所述有源电极；
其中所述第二子集大于所述第一子集。
8.根据权利要求1所述的设备，还包括：一个或多个处理器，所述一个或多个处理器通信地耦合到所述一个或多个差分测量电路和所述一个或多个多路复用器，所述一个或多个处理器被配置为：
将所述多个电极分组成多个电极对；以及
将所述一个或多个多路复用器配置为通过
将所述多个电极对中的一个或多个电极对中的所述电极电耦合到所述一个或多个差分测量电路来获得双极测量结果。
9.根据权利要求8所述的设备，所述一个或多个处理器进一步被配置为：
从耦合到所述差分测量电路中的一个差分测量电路的电极对接收双极测量结果；
确定所述双极测量结果是否满足电极接触标准；
根据所述双极测量结果满足所述电极接触标准的确定，处理所述双极测量结果；以及
根据所述双极测量结果不满足所述电极接触标准的确定，将所述一个或多个多路复用器配置为将不同的电极对耦合到所述差分测量电路。
10.根据权利要求8所述的设备，所述一个或多个处理器进一步被配置为：
确定所述设备的功率状态；以及
根据所述设备处于低功率状态的确定，将所述多个电极对的第一子集电耦合到所述一个或多个差分测量电路。
11.根据权利要求1所述的设备，还包括：一个或多个处理器，所述一个或多个处理器通信地耦合到所述一个或多个差分测量电路和所述一个或多个多路复用器，所述一个或多个处理器被配置为：
在单极操作模式和双极操作模式之间动态地切换；
其中在所述单极操作模式下，对于多个单极测量结果中的每个单极测量结果，所述一个或多个处理器进一步被配置为将有源电极和参考电极电耦合到所述差分测量电路中的一个差分测量电路；并且
其中在所述双极操作模式下，所述一个或多个处理器进一步被配置为将多个电极对中的每个电极对电耦合到所述差分测量电路中的一个差分测量电路。
12.一种用于手势识别的方法，所述方法包括：
将多个电极中的一对或多对电极电耦合到一个或多个差分测量电路，其中所述多个电极中的至少一些电极形成于可穿戴带上；
从所述一个或多个差分测量电路接收参照测量结果；
从所述参照测量结果标识一个或多个手部移动；以及
从所标识的一个或多个手部移动识别一个或多个手势。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：
将所述多个电极中的第一电极指定为参考电极；
将所述多个电极中的一个或多个第二电极指定为有源电极；以及
将所述参考电极和所述有源电极中的一个有源电极电耦合到所述差分测量电路中的一个差分测量电路以获得单极测量结果。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
从所述一个或多个差分测量电路中的第一差分测量电路接收第一参照测量结果；
确定所述第一参照测量结果是否满足电极接触标准；
根据所述第一参照测量结果满足所述电极接触标准的确定，处理所述第一参照测量结果；以及
根据所述第一参照测量结果不满足所述电极接触标准的确定，将不同的有源电极电耦合到所述第一差分测量电路。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括：
从所述一个或多个差分测量电路中的第一差分测量电路接收第一参照测量结果；
确定所述第一参照测量结果是否满足电极接触标准；
根据所述第一参照测量结果满足所述电极接触标准的确定，处理所述第一参照测量结果；以及
根据所述第一参照测量结果不满足所述电极接触标准的确定，将所述多个电极中的第三电极指定为所述参考电极，并且将所述第三电极电耦合到所述第一差分测量电路。
16.根据权利要求12所述的方法，还包括：
将所述多个电极分组成多个电极对；以及
通过
将所述多个电极对中的一个或多个电极对中的所述电极电耦合到所述一个或多个差分测量电路来获得双极测量结果。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
从耦合到所述差分测量电路中的一个差分测量电路的电极对接收双极测量结果；
确定所述双极测量结果是否满足电极接触标准；
根据所述双极测量结果满足所述电极接触标准的确定，处理所述双极测量结果；以及
根据所述双极测量结果不满足所述电极接触标准的确定，将不同的电极对电耦合到所述差分测量电路。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括：
确定所述设备的功率状态；以及
根据所述设备处于低功率状态的确定，将所述多个电极对的第一子集电耦合到所述一个或多个差分测量电路。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：
检测激活事件；以及
根据所述激活事件的所述检测，将所述设备的所述功率状态改变为高功率状态，并且将所述多个电极对的第二子集电耦合到所述一个或多个差分测量电路；
其中所述第二子集大于所述第一子集。
20.根据权利要求12所述的方法，还包括：
在单极操作模式和双极操作模式之间动态地切换；
其中在所述单极操作模式下，所述方法还包括：对于多个单极测量结果中的每个单极测量结果，将有源电极和参考电极电耦合到所述差分测量电路中的一个差分测量电路；并且
其中在所述双极操作模式下，所述方法还包括：将多个电极对中的每个电极对电耦合到所述差分测量电路中的一个差分测量电路。
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